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2016年最具潜力的20大新材料
浏览次数:1099日期:2016- 02 - 04

引言:材料工业是国民经济的基础产业,尤其新兴材料,将会给工业带来革命性的变革,新材料是材料工业发展的先导,是重要的战略性新兴产业。21世纪的今天,科技革命迅猛发展,新材料产品日新月异,产业升级、材料更新换代步伐加快。新材料技术与信息技术、生物技术、纳米技术等相互融合,结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显,材料的低碳、绿色、可再生循环(环保)等环境友好特性倍受关注。

                         

2015年,习近平主席访问英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究院,指出中英在石墨烯研究领域完全可以实现“强强联合”;

2015年,在李克强总理在政府工作报告中提出“大众创业,万众创新”;

2015年,工信部提出我国成为制造强国建设的宏伟蓝图《中国制造2025》;

……

 

在此背景下,新材料在线,综合国内外知名研究机构和公司研究进展、科技媒体评论以及行业热点研究初选出20大新材料,在此基础上重磅发布“2016年最具潜力的十大新材料”评选活动,以期望助力我国新材料产业的发展和新材料的推广应用。以下为20大新材料的详细信息(排名不分先后)。

 

1.石墨烯


突破性:非同寻常的导电性能、极低的电阻率极低和极快的电子迁移的速度、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性。

发展趋势:2010年诺贝尔物理学奖造就近年技术和资本市场石墨烯炙手可热,未来5年将在光电显示、半导体、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将爆发式增长。

主要研究机构(公司):Graphene TechnologiesAngstron MaterialsGraphene Square、 济南圣泉、青岛华高墨烯、厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司、济宁利特、宁波墨西、第六元素等。

 

2、内嵌富勒烯


突破性:用离子轰击C60的制得内嵌富勒烯,并从富勒烯的其它混合物中纯化分离(难度极高)。

发展趋势:在医学抗HIV、酶活性抑制、切割DNA、光动力学治疗、抗氧化、美容化妆等领域有广阔的应用前景。

主要研究机构(公司):牛津大学(牛津大学碳材料设计公司)、中国科学院、北京大学、厦门福纳新材料科技有限公司、深圳市通产丽星股份有限公司、濮阳市永新富勒烯科技有限公司等。

 

3、黑磷

突破性:与石墨烯相比黑磷具有能隙,使其更容易进行光探测,其能隙是可通过在硅基板上堆叠的黑磷层数来做调节,使其能吸收可见光范围以及通讯,用红外线范围的波长。黑磷是一种直接能隙(direct-band)半导体,也能将电子信号转成光。

发展趋势:未来在晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等领域前景广泛。

主要研究机构(公司):美国明苏达大学、美国空军科学研究所、美国国家科学基金会、中国科学院深圳先进技术研究院、深圳大学、中国科学技术大学、复旦大学、上海市应用数学和力学研究所等。

 

43D打印材料

突破性:改变传统工业的加工方法,可快速实现复杂结构的成型等。

发展趋势:革命性成型方法,在复杂结构成型和快速加工成型领域,有很大前景。

主要研究机构(公司):Object公司、3DSystems公司、Stratasys公司、北京航材院、上海材料研究所、英纳特、中物力拓、华曙高科、光华伟业、银禧科技、银邦股份、黑龙江鑫达等。

 

5、液态金属


突破性:高强韧性、优良的导磁性和低的磁损耗、优异的液态流动性。

发展趋势:在高频低损耗变压器、移动终端设备的结构件等。

主要研究机构(公司):Liquidmetal Technologies, Inc.、中科院金属所、东莞帕姆蒂昊宇、宜安科技、比亚迪、东莞逸昊、安泰科技等。

 

6、气凝胶


突破性:高孔隙率、低密度质轻、低热导率,隔热保温特性优异。

发展趋势:极具潜力的新材料,在节能环保、保温隔热电子电器、建筑等领域有巨大潜力。

主要研究机构(公司):阿斯彭美国、W.R. Grace、日本Fuji-Silysia公司、埃力生、纳诺、昆山蓝胜、湖南上懿丰、陕西盟创等。

 

7、离子液体

突破性:具有高热稳定性、宽液态温度范围、可调酸碱性、极性、配位能力等。

发展趋势:在绿色化工领域,以及生物和催化领域具有广阔的应用前景。

主要研究机构(公司):Solvent Innovation公司、巴斯夫、中科院兰州物理研究所、同济大学、惠州大亚湾艾利荣化工科技有限公司等。

 

8、量子点

突破性:大小约为2~20nm的半导体晶体,由少数原子构成,活动局限于有限范围之内,丧失原有的半导体特性。内部结构、大小不同,发出不同颜色的光,量子点尺寸足够精确时,可发出鲜艳的红绿蓝光(颜色可调),能够更精准的控制色彩显示。

发展趋势:未来在医学上(显影标记、基因组学、药物筛选等)、半导体器件(电子器件、存储等)、显示照明等领域前景巨大。

主要研究机构(公司):南京理工大学、中科院、吉林大学、清华大学、杭州纳晶科技有限公司、美国Ocean Nanotech公司、武汉珈源量子点技术开发有限公司、星紫(上海)新材料技术开发有限公司、中国量子点荧光磁性纳米材料公司、天津游瑞量子点技术发展有限公司、常州量子点生物技术有限公司、苏州星烁纳米科技有限公司、天津纳美纳米科技有限公司等。

 

9、纳米点钙钛矿

突破性:纳米点钙钛矿具有巨磁阻、高离子导电性、对氧析出和还原起催化作用等。

发展趋势:未来在催化、存储、传感器、光吸收等领域具有巨大潜力。

主要研究机构(公司):埃普瑞、AlfaAesar

 

10、超材料



突破性:具有常规材料不具有的物理特性,如负磁导率、负介电常数等。

发展趋势: 改变传统根据材料的性质进行加工的理念,未来可根据需要来设计材料的特性,潜力无限、革命性。

主要研究机构(公司):波音公司、Kymeta公司、深圳光启研究院、国民技术等。

 

11、柔性玻璃

突破性:改变传统玻璃刚性、易碎的特点,实现玻璃的柔性革命化创新。

发展趋势:未来柔性显示、可折叠设备领域,前景巨大。

主要研究机构(公司):康宁公司、德国肖特集团等。

 

12、人工晶体

突破性:一种胶原聚合物材料制成软弹性医用凝胶,植入眼内,治疗视力异常。

发展趋势:非水溶性,高化学惰性,高稳定性,无致癌作用,高生物相容性,耐受性好、弹性强度稳定、无膨胀性等。

主要研究机构(公司):美国眼力健公司(Abbott Medical Optics, Inc.)、美国超晶集团(东莞瀚晶纳米材料有限公司、纳诺人工晶体(平湖)有限公司、台州超晶人工晶体有限公司、常州超晶人工晶体有限公司、重庆超晶人工晶体有限公司)、美国Lenstec公司、爱博诺德(北京、苏州)医疗科技有限公司、北京中材人工晶体研究院有限公司、中非人工晶体研究院、北京人工晶体研究所、山东大学、中科院上海硅酸盐研究所等。

 

13、泡沫金属

突破性: 重量轻、密度低、孔隙率高、比表面积大。

发展趋势: 具有导电性,可替代无机非金属材料不能导电的应用领域;在隔音降噪领域具有巨大潜力。

主要研究机构(公司):Alcan(美国铝业)、Rio TintoSymatNorsk Hydro、杭州龙邦、宁波赛孚、辽宁融达、四川元泰达有色金属材料有限公司等。

 

14、自组装(自修复)材料

突破性:材料分子自组装,实现材料自身“智能化”,改变以往材料制备方法,实现材料的自身自发形成一定形状和结构。

发展趋势:改变传统材料制备和材料的修复方法,未来在分子器件、表面工程、纳米技术等领域有很大前景。

主要研究机构(公司):美国哈佛大学、南开大学、吉林大学、北京大学、中科院等。

 

15、形状记忆合金

突破性:预成型后,在受外界条件强制变形后,再经一定条件处理,恢复为原来形状,实现材料的变形可逆性设计和应用。

发展趋势: 在空间技术、医疗器械、机械电子设备等领域潜力巨大。

主要研究机构(公司):有研新材、中科院、兰州西脉记忆合金股份有限公司、安泰科技、乐普医疗、江阴法尔胜佩尔新材料科技有限公司等。

 

16、磁(电)流体材料

突破性:液态状,兼具固体磁性材料的磁性,和液体的流动性,具有传统磁性块体材料不具备的特性,和应用。

发展趋势: 应用于磁密封、磁制冷、磁热泵等领域,改变传统密封制冷等方式。

主要研究机构(公司):美国ATA应用技术公司,日本松下、湖南维格磁流体股份有限公司、北京市神然磁性流体技术有限公司等。

 

17、可降解生物塑料

突破性:可自然降解,原材料来自可再生资源,改变传统塑料对石油、天然气、煤炭等化石资源的依赖,减少环境污染。

发展趋势:未来替代传统塑料,具有前景巨大。

主要研究机构(公司):NatureworksBasfKaneka公司,金发科技股份有限公司、浙江海正生物材料股份有限公司、浙江杭州鑫富药业股份有限公司、宁波天安生物材料有限公司、武汉华丽环保科技有限公司等。

 

18、超导材料

18、超导材料

 

突破性:超导状态下,材料零电阻,电流不损耗,材料在磁场中表现抗磁性等。

发展趋势:未来如突破高温超导技术,有望解决电力传输损耗、电子器件发热等难题,以及绿色新型传输磁悬技术。

主要研究机构(公司):日本住友、德国Bruker、中科院、上海超导科技股份有限公司、西部超导材料科技股份有限公司、辽宁中大超导材料有限公司、北京英纳超导技术有限公司、综艺超导科技有限公司、天津海泰超导电子有限公司、清华大学等。

 

19、碳纤维


突破性:轻质、高强、高模、耐化学腐蚀(耐有机溶剂、酸、碱,不溶胀)、热膨胀系数小,强度高等。

发展趋势:产品性能趋向于高性能化、价格将继续降低,航天航空和文体用品领域用量稳定增加,民用工业用量将快速增长等。

主要研究机构(公司):日本东丽、日本东邦、日本三菱、美国HEXCEL、美国ZOLTEK、美国ALDILA、德国SGL西格里集团、韩国泰光产业、中国台塑集团、中复神鹰、威海拓展、吉林神舟碳纤维、中钢集团江城碳纤维有限公司、兰州蓝星纤维有限公司、中油吉化碳纤维厂、东华大学、西工大、武汉理工、哈工大等。

 

20、碳纳米管

突破性:高电导率、高热导率、高弹性模量、高抗拉强度等。

发展趋势:功能器件的电极、催化剂载体、传感器等。

主要研究机构(公司):Unidym, Inc.Toray Industries,Inc.Bayer Materials Science AGMitsubishi RayonCo., Ltd.、深圳市贝特瑞、苏州第一元素、中科院、山东大展碳纳米管有限公司、深圳市纳米港有限公司等。

来源于:新材料在线